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激光隐切火热布局,为什么刀片划片仍是量产线的主力方案?

09/26 14:20
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英伟达豪掷15亿美元,与封测巨头安靠(Amkor)达成多年合作,在美国亚利桑那州加码先进封装产能——这笔被业界视为"用资金买时间、买确定性"的预付款,折射出一个不容忽视的信号:AI算力的竞争,已从前道制程延伸到了封装环节。[1] 几乎在同一时间,产业链传来的消息印证了这一判断:台积电 CoWoS 先进封装产能至今仍供不应求,英伟达等 AI GPU 需求维持高位,AWS、Google 等云厂商的自研 AI 芯片也在持续加单抢产能。[2]两则消息指向同一个被反复验证的事实:AI 算力的竞争,正把先进封装从产业链末端推高为决定芯片出货的产能瓶颈。而在封装环节里,最不起眼、却最考验工艺成色的一道工序——“晶圆划片”,也随之站到了技术路线之争的聚光灯下:一边是声势浩大的激光隐切浪潮,一边是稳坐量产线主力位置的刀片划片。这场“新旧之争”的背后,藏着半导体制造最务实的生存逻辑。

PART 01隐切热潮:一场由专利到期点燃的国产突围

隐形切割技术可将能够穿透材料的波长的激光光束聚焦,在内部聚焦并形成晶圆破裂的起点,然后向晶圆施加外部应力,将其分离。该过程主要由两部分组成,即形成 SD 层以使晶圆内部破裂的“激光辐照过程”以及用于分离晶圆的“膨胀过程”。[3]

这项技术由日本滨松光子学(Hamamatsu)在二十年前首创,其围绕隐切构建了超过600项专利壁垒,并与设备巨头DISCO深度绑定——DISCO的隐切设备搭载的SD发振器即由滨松为其专门开发。[4] 长期以来,日本企业DISCO一家在晶圆切割设备上的全球市占率就超过70%,处于绝对垄断地位。[5]

转机出现在近两年。滨松的部分关键隐切专利于2024至2025年间陆续到期,专利壁垒的松动叠加第三代半导体扩产需求,点燃了国产激光隐切的布局热潮。德龙激光、大族激光、华工科技、苏州镭明激光、帝尔激光、迈为股份等企业纷纷入局,部分技术指标已实现"并跑"。[6]

隐切浪潮是否会取代刀片划片,成为量产线的主力?

PART 02刀片划片:量产线的"老黄牛"为何难以替代

答案藏在量产线的真实运行逻辑里。刀片划片(Blade Dicing),即使用超薄金刚石刀片高速旋转切割晶圆,是一项已有几十年工业化应用历史的成熟工艺。它的"老",恰恰是它核心的护城河。

第一,成本。一台激光隐切设备的采购成本远高于刀片划片机,且后者经过数十年规模化生产,供应链已高度成熟,刀片作为耗材的单片成本已被摊薄到极低水平。据统计,我国激光切割机销量由2014年的4700台,到2020年达到55000台,年销量复合增速高达51%,这个增速还在持续上升。[7] 但在通用切割场景中,刀片划片的成本优势仍然显著。对于量大面广的标准IC产品,用激光隐切替代刀片划片,在经济性上并不划算。

第二,成熟度与兼容性。刀片划片工艺经过数十年迭代,从刀片配方、结合剂选型、切割参数到冷却液匹配,已形成一套完整且经过海量验证的工艺知识库。DISCO等设备厂商采用"设备+耗材"一体化模式,划片机与配套刀片之间有着精密的工艺适配关系,产线一旦跑通,稳定性和可重复性极高。[8] 更关键的是,刀片划片可覆盖从2寸到12寸、从裸硅到化合物半导体、从普通IC到IGBT的广泛材料体系——这种"通用性"是激光隐切目前难以匹敌的。

据QYResearch数据,2024年全球划片刀市场销售额达到了7.01亿美元,预计2031年将达到12.55亿美元,年复合增长率(CAGR)为7.6%(2025-2031)。[9] 这一市场仍在增长——如果激光隐切真的能全面替代刀片划片,刀片市场的增长曲线不会如此坚挺。事实是,刀片划片在可预见的未来,仍然是量产线的主力方案。

PART 03隐切的现实瓶颈:从实验室到量产线的"最后一公里"

激光隐切的优势是真实的,但它的局限同样真实。在量产语境下,几项关键瓶颈制约着隐切的渗透速度。

材料之限。隐切对材料的光学特性有要求——激光波长需要能够穿透材料表面并在内部聚焦。这意味着它对硅、蓝宝石等透光性好的材料表现优异,但对于一些不透光或光学特性复杂的材料体系,适用性受限。刀片划片则没有这一约束——只要刀片够硬,就能切。在实际产线中,一个封装厂往往需要同时处理硅、砷化镓、碳化硅、陶瓷基板、QFN/DFN封装体等多种材料,刀片划片的"万能性"在此刻就显得格外重要。

设备与工艺壁垒。隐切设备长期被DISCO和滨松主导,国产设备虽然技术上取得突破,但在量产稳定性、工艺一致性和客户验证周期上仍处于爬坡阶段。一把刀片的导入验证通常需要数月,激光隐切设备作为整线核心装备,其验证周期只会更长。更重要的是,隐切不是"买一台设备就能用"——它需要针对不同材料、不同厚度、不同芯片结构做大量工艺调试,激光参数、扫描路径、扩膜条件都需要逐一优化。这种"一材一调"的特性,使得隐切的量产化门槛远高于刀片划片的"换刀即用"。

经济性拐点尚未到来。隐切的综合成本优势(高良率、无耗材、无需后道清洗)需要在大规模量产中才能充分体现,但在当前阶段,设备折旧和工艺调试成本居高不下——即便是二手 Disco DFL7340 仍要 14.5 万–22 万美元,而激光二极管额定寿命仅 1.5 万–2 万小时(每 1000 小时功率衰减 1–2%),每次更换 5 万–8.5 万美元(ESC 紫外晶体 4.5 万–7 万美元),叠加光学翻新 1.5 万–3.5 万美元与数周工艺再认证,激光状况实际占整机价值的 60%[16]——这类周期性重置成本使单片加工成本在多数场景下仍高于刀片划片。只有当晶圆厚度降至几十微米级别——刀片切割的崩边、隐裂风险急剧上升,良率损失超过设备溢价——隐切的经济性拐点才会真正到来。

PART 04共存而非替代:不同场景的"各司其职"

理解了上述瓶颈,就能看清一个更理性的判断:激光隐切与刀片划片并非"谁替代谁"的零和博弈,而是在不同应用场景中各司其职的共存关系。

刀片划片的主场,是量大面广的标准产品线——常规IC、功率半导体(MOS、IGBT)、存储芯片(DRAM、NAND)、LED灯珠、QFN/DFN封装体等。这些产品的晶圆厚度通常在100μm以上,切割道宽度在30μm以上,刀片划片在效率、成本和成熟度上具有压倒性优势。以存储芯片为例,长鑫科技2026年一季度营收达508亿元,同比增长719%,[10] 产能的快速释放意味着海量的划片需求——这些产线上跑的,绝大多数仍然是刀片划片机。

激光隐切的主场,则集中在刀片划片力有不逮的高精尖领域——超薄晶圆(厚度低于50μm)、MEMS器件(对机械应力敏感的悬臂梁结构)、射频芯片(LOW-K材料脆弱易损)、SiC等第三代半导体(硬度极高,刀片磨损快)、以及带有铜柱凸块或薄膜贴装的特种晶圆。在这些场景中,刀片切割的崩边和隐裂风险已构成良率瓶颈,隐切的"零崩边"优势才能转化为实际的经济收益。

一个更务实的趋势是"混合工艺"——激光烧蚀通过去除在刀片切割力下易分层的上层(金属堆叠、低介电层),然后刀片切割剩余的硅基材。激光开槽(非激光隐切)+刀片切透(single cut或step cut)方案兼顾了激光的质量优势和刀片的效率优势,正在部分先进封装产线上获得验证。[17]换言之,未来的量产线不是"二选一",而是"1+1"。

PART 05耗材的"隐形赛道":刀片背后的国产化机会

当行业目光聚焦于激光隐切的"突围故事"时,一条更隐蔽但更具持续性的赛道正在刀片划片的底盘上展开——划片刀耗材的国产化。

划片机全球主要厂商有DISCO、东京精密、冈本机械,前四大厂商占有市场份额约79%。其中DISCO是最大的厂商,占有份额约59%。日本是全球最大的划片机生产地区,占有大约62%的市场份额。[11]这种绝对的垄断地位直接转化为DISCO强劲的业绩增长:据其最新财报,DISCO 2026财年第一季度净销售额达1,143.08亿日元(同比+27.1%),营业利润490.33亿日元(+42.2%)、净利润342.21亿日元(+44.0%)三线齐升创同期新高,并上调上半年营收预测至2,428亿日元(+24.8%)。[12]

这就形成了一种"双绑定"格局:封测产线采购DISCO的划片机,往往同步使用DISCO原厂刀片——设备与耗材之间有着精密的工艺适配关系,客户替换刀片品牌不仅需要重新做工艺验证,还面临设备厂商的隐性约束。

与设备"卡脖子"不同,耗材的依赖更隐蔽但更持续。设备交期拉长终究会到货,一次性采购后约束减弱;但划片刀是持续性消耗品,产能越大消耗越快,对进口供应链的依赖贯穿产线全生命周期。DISCO这份亮眼财报的背后,正是全球半导体产能扩张带来的海量设备装机,以及随之绑定的海量耗材消耗。然而,国产划片刀的市场占有率目前仅约10.3%[13],高端半导体加工企业所用的切割工具基本上被国外产品垄断。而这条主力赛道上的耗材国产化,是更紧迫也更具确定性的机会。

更大的背景是,全球半导体产业正进入新一轮景气周期。世界半导体贸易统计组织(WSTS)6月2日发布预测,2026年全球半导体市场规模将达到1.5112万亿美元,同比增长89.9%,首次突破万亿美元大关。[14] 在这个持续膨胀的市场中,封装耗材的国产化不是一道选择题,而是一道必答题。存储芯片扩产、功率半导体需求增长、先进封装渗透率提升——每一条增长曲线的末端,都连着划片刀的持续消耗。

产业奔涌向前,中秋如约而至。从万亿市场规模到每一次耗材消耗,半导体产业的每一步向前,都凝结着产业人的专注与坚守;而在产线之外,团圆与陪伴同样值得被珍视。值此中秋佳节,愿您在把握“芯”机遇的同时,也能暂歇脚步,与家人共赏一轮明月。祝您中秋节假日快乐,阖家团圆,月圆人安,幸福常伴,“芯”程似锦!

企业聚焦

江苏卓进半导体科技有限公司

在刀片划片耗材国产化这条赛道上,江苏卓进半导体科技有限公司专注于半导体封装环节的切割及研磨解决方案,是江苏省专精特新中小企业、国家级高新技术企业。公司产品覆盖轮毂型晶圆划片刀(硬刀)和无轮毂型划片刀(电镀软刀、树脂软刀、金属软刀),可适配DISCO、TSK等国际主流设备以及国产设备,同时提供减薄、背金、划片一站式磨划加工服务。[15] 面对超窄切割道、超薄晶圆等高难度场景,卓进半导体通过金刚石颗粒粒度与结合剂的精细化匹配,在崩边控制和刀具寿命之间寻求平衡。当行业热议激光隐切的未来时,刀片划片这条"传统赛道"上的精耕细作,同样是国产替代不可或缺的一环。

参考来源:

[1] 快科技,英伟达砸15亿美元!联手Amkor在美国扩产先进封装,2026年7月24日

[2] 新浪财经(爱建证券研究所),CoWoS紧缺持续,先进封装供给格局重塑,2026年9月17日

[3] 滨松光子学(Hamamatsu)官网,Stealth Dicing™(隐形切割)技术

[4] 滨松光子学(Hamamatsu)官网,Stealth Dicing技术介绍及DISCO合作信息

[5] 芯科技圈,日本半导体产业:从全球统治力到关键工艺设备的技术版图,2025年11月27日

[6] 光电汇,正被多家企业“撕扯”的激光隐切市场,2025年6月17日

[7] 华经情报网,2021年国内激光切割行业市场现状分析,发展前景明朗,需求量攀升「图」,2021年9月7日

[8] 与非网(eefocus),国产存储"双雄"会师A股,划片刀耗材的"隐形赛道"有多宽,2026年6月

[9] QYResearch,2025-2031全球与中国划片刀市场现状及未来发展趋势,2025年9月19日

[10] 与非网(eefocus),长鑫科技一季度营收数据报道,2026年6月

[11] QYResearch,2025年全球划片机行业总体规模、主要企业国内外市场占有率及排名,2025年3月28日

[12] Disco合并财务业绩,Consolidated Financial Results for the First Quarter of Fiscal Year 2026,2026年7月23日

[13]北京博研智,2026年中国半导体划片刀行业发展现状与市场占有率及排名研究分析报告,2026年4月13日

[14] WSTS(世界半导体贸易统计组织),2026年6月2日预测报告;新华网报道,2026年6月8日

[15] 江苏卓进半导体科技有限公司,封装磨划耗材和加工服务介绍,2025年9月

[16] 二手激光刻写与切割设备指南:Disco、ESC及替代系统;CALADAN SEMI,2026年5月12日

[17] 刀片切割、激光切割与等离子切割:哪种单点切割技术最适合你的工艺?;JEEZ Semiconductor,2026年5月7日

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卓进半导体深耕半导体划片刀细分领域,以匠心工艺锻造国产高精度切割利器。我们矢志攻克海外技术壁垒,终结进口产品长期主导格局,为中国半导体产业链自主安全筑牢根基。在国产化奋进征程中,我们笃行不怠、锐意突破,全力赋能中国“芯”产业高质量发展。

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